Ацидоз и алкалоз

Метаболические нарушения

Буферные основания (Buffer Base, ВВ) — сумма всех анионов в крови. Какие анионы могут содержаться в плазме – натрий, фосфор, хлор, калий и железо. Они связаны с уменьшением или увеличением нелетучих кислот в крови. А ВЕ – это разница между ВВ и должным содержанием (концентрацией) буферных оснований. Их количество от напряжения СО₂ не зависит.

В норме содержание ВВ выражается как 48,0 ± 2,0 ммоль/л. Референтное содержание ВЕ составляет 2,5 ммоль/л. На практике главным показателем является именно ВЕ.

В состоянии ацидоза основания в дефиците и ВЕ снижаются. Таким образом, величина BE – наиболее информативный показатель метаболических нарушений кислотно-основного состояния со знаком + или –. Дефицит оснований – это ацидоз, избыток за пределы нормы колебаний – метаболический алкалоз.

Итак, виды нарушений кислотно-основного состояния могут проявляться в алкалозе, ацидозе – респираторном или метаболическом.

Метаболический (обменный) ацидоз возникает при накоплении недоокисленных продуктов распада, т. е. нелетучих кислот. Такое нарушение развивается с дефицитом поступления кислорода, нарушениях кровотока в сосудах, нарушениях углеводного обмена с накоплением кетоновых тел в крови при диабете, острой почечной и печеночной недостаточности, выраженной диарее, недостаточности сердечной деятельности, любом виде шока, отравлении древесным спиртом, антифризом, салицилатами и др.

Для его компенсации организм подключает дыхательный алкалоз, развивающийся с гипервентиляцией легких на фоне дыхания Куссмауля. Это патологическое дыхание ацидотическое, ассоциируется с гипервентиляцией легких.

Метаболический (обменный) алкалоз могут вызывать тяжелые электролитные нарушения. По сравнению с ацидозом, он встречается реже. Его причинами могут стать введение NaHCO₃ при диффузиях растворов в избыточном количестве, употребление ощелачивающих продуктов (растительные, молочные), неукротимая рвота с потерей хлоридов, прием диуретиков, которые вызывают потерю калия и выведение тех же хлоридов, избыточная продукция альдостерона корой надпочечников в результате гиповолемии. Сюда же относится и сам гиперкортицизм, при переливании достаточно большого объема крови, хранившейся с цитратом натрия, т. е. с содержанием окислов азота. Респираторные нарушения КОС (кислотно-основного состояния) могут возникнуть при неадекватной вентиляции легких и колебаниях СО₂ в крови.

Респираторный (дыхательный) алкалоз возникает при гипервентиляции – произвольной и непроизвольной. У здоровых людей такое состояние может возникнуть при большом подъеме в горы, при марафонском беге, эмоциональном возбуждении. У больных – при сердечных и легочных патологиях, когда имеется одышка. При выраженной гипокапнии (PaCO₂ ниже 20 или 25 мм рт. ст.) и, как следствие, дыхательном алкалозе, могут при отсутствии мер развиться судороги и быть летальный исход. Особенно неблагоприятен дыхательный алкалоз при гипоксии, т. е. уменьшении снабжения кислородом – при летных происшествиях, к примеру. Гипервентиляция возникает при травмах головы, опухолях мозга, интоксикациях при сепсисе, передозировке салицилатов, печеночной недостаточности.

Ацидоз и алкалоз

Если говорить понятным языком, анализ газов крови определяет, в достаточном ли количестве организм получает кислород. Также следует разобраться и с тем, что собой являют ацидоз и алкалоз. Эти патологии входят в число состояний, которые сигнализируют организму о полном истощении его защитных функций, как правило, это связано со сбоями в кислотно-щелочном балансе.

При этом ацидоз бывает нескольких видов:

1. Дыхательный ацидоз – это патология, которая характеризуется снижением кислотно-щелочного баланса и повышением давления углекислоты. Развитие патологического состояния происходит из-за уменьшения объема дыхания. Подобное состояние может развиваться на фоне пневмонии, обострения бронхиальной астмы или болезней бронхов обструктивного типа. С помощью анализа газов крови ставиться диагноз о наличии или отсутствии дыхательной недостаточности.
2. Метаболический ацидоз – развивается из-за снижения количества бикарбонатов и увеличения количества выделяемой кислоты. Такое состояние может развиваться на фоне почечной недостаточности или сахарного диабета.

Алкалоз – это состояние, которое характеризуется увеличением кислотности крови в результате накопления щелочных элементов.

Выделяют несколько видов такого состояния:

1. Компенсированный тип. Наблюдается нарушение кислотно-щелочного баланса, при котором кислотность находится в норме, и присутствуют только незначительные сдвиги в буферных системах.
2. Некомпенсированный тип. Показатели кислотности выходят за пределы нормы, это чаще всего вызвано чрезмерным содержанием оснований и малым количеством физиологических и физико-химических механизмов регуляции кислотно-щелочного баланса.

При сдаче анализа крови на газы требуется соблюдать такие же правила подготовки, как и при сдаче общего анализа крови. За несколько дней до обследования из рациона следует исключить жирную, жареную, соленую и острую пищу.

Как правило, расшифровку результатов исследования пациент получает по прошествии нескольких дней, максимум недели. С результатами больной отправляется к доктору и уже под его руководством приступает к лечению.

Показатели газового гомеостаза крови и их трактовка

Показательным является не только и даже не столько объемный процент содержания углекислоты или кислорода, а парциальное давление и, в конечном итоге, по формуле высчитываемый процент насыщения крови кислородом.

Врачей интересуют 6 показателей:

• процентное содержание кислорода (норма — 10,5-14,5 объемных %);
• процентное содержание углекислого газа (нормальный показатель — 44,5 — 52,5 объемных %);
• парциальное давление кислорода — рО2 (составляет 35-46 мм рт. ст.);
• парциальное давление углекислого газа — рСО2 (границы нормы — 81-99 мм рт. ст.);
• кислородная емкость гемоглобина (около 20 объемных %);
• % насыщения кислородом (обычно составляет 61-70%).

Парциальное давление газов — это такое давление, при котором начинается физическое растворение газа в крови. Значит, кислород при таком давлении работает эффективно в организме. Если же рО2 отклоняется в большую или меньшую сторону, это говорит о наличии факторов или заболеваний, мешающих использовать кислород тканям по назначению.

Анализ газов крови производится на специальном аппарате — van Slyke. Кровь собирают в особую пробирку или шприц, внутренняя поверхность которого обработана гепарином или оксалатом калия для предотвращения свертывания.

100%-ая сатурация кислородом при реанимационных мероприятиях — это не всегда хорошо. Ведь содержащийся в крови углекислый газ активирует дыхательный центр, а значит, регулирует частоту и глубину дыхания.

Общее количество лейкоцитов

Физиологические процессы компенсации

Значение работы почек в регуляции КОС выражено в том, что они связывают и выводят ионы водорода и возвращают в кровь ионы натрия и бикарбоната. Поэтому регуляция кислотно-основного состояния почками зависит от водно-солевого обмена. Метаболическая почечная компенсация работает медленно – компенсация наступает в течение 9-12 ч.

Что происходит в почечных канальцах: в них происходит секреция ионов водорода. Здесь они соединяются с ионами бикарбоната (NaHC0₃ и КНСОз). Образуется угольная кислота (Н₂СО₃). Она, в свою очередь, легко диссоциирует на углекислый газ и воду, при излишке которых они также выводятся легкими и почками. Одновременно высвободившиеся катионы натрия и калия эквивалентно заполняют канальцы снова, они опять участвуют в дальнейшем образовании бикарбонатов.

В результате всех этих превращений щелочность крови сохраняется. Минус только в медленности действия почек. Константа кислотно-основного состояния определяется также активной работой печени. Она окисляет большинство органических кислот, а неорганические удаляет вместе с желчью.

Лактат преобразуется в печени в гликоген (животный крахмал). Панкреатический, кишечный (щелочная реакция) и желудочный соки также участвуют в метаболической компенсации.

Кислотно-основное состояние крови человека в норме проявляет себя как слабощелочная жидкость. При этом рН артериальной крови равен 7,35-7,47, а венозной крови на 0,02 ниже. Кислота становится донором ионов водорода, основание их связывает и называется акцептором.

Легкие в поддержании постоянства КОС играют главную роль, потому что через них выделяется 95 % кислых валентностей в виде углекислоты.

В сутки выделяется легкими 15 тыс. ммоль углекислоты, а почки, к примеру, могут выделить всего 40-60 ммоль. То есть дыхание человека – это и есть работа легких в поддержании гомеостаза.

Недостаточная вентиляция легких повышает парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе и создается альвеолярная гиперкапния. Соответственно, увеличивается объем СО₂ в артериальной крови и здесь также возникает уже артериальная гиперкапния. При слишком большом повышении PaCO₂ или длительной гиперкапнии дыхательный центр угнетается с понижением его чувствительности к CO₂.

При гипервентиляции легких картина противоположная и характеризуется она гипокапнией – альвеолярной и артериальной. Колебания углекислоты вызывает респираторные сдвиги кислотно-основного равновесия.

Легочный механизм компенсации происходит чрезвычайно быстро (коррекция изменений рН в щелочную сторону при ацидозе происходит буквально за 1-3 минуты) и является очень чувствительным. Гораздо быстрее действуют буферные системы – им нужно для компенсации всего 30 сек.

pH в крови артериальной и венозной, плазме и сыворотке

Несколько отличается основной параметр кислотно-щелочного равновесия – pH в артериальной и венозной крови? Артериальная кровь более стабильна по показателям кислотности. Но, в принципе, норма pH на 0, 01 – 0,02 в насыщенной кислородом артериальной крови выше, нежели в крови, текущей по венам (показатели pH в венозной крови ниже за счет избыточного содержания СО2).

Что касается pH плазмы крови, то, опять-таки, в плазме баланс водородных и гидроксильных ионов, в общем-то,  соответствует pH цельной крови.

Разниться показатели pH могут в других биологических средах, например, в сыворотке, однако плазма, покинувшая организм и лишенная фибриногена, уже не участвует в поддержании процессов жизнедеятельности, поэтому ее кислотность больше важна для других целей, например, для изготовления наборов стандартных гемагглютинирующих сывороток, которыми определяют групповую принадлежность человека.

Что такое ацидоз и алкалоз

Чтобы обеспечить нормальное функционирование метаболических процессов и снабжение тканей достаточным количеством кислорода, нормальный pH крови должен поддерживаться в узком диапазоне 7,36-7,44.

• Ацидоз — это состояние с избытком кислот в крови, что приводит к падению pH крови ниже 7,36.
• Алкалозом называют избыток оснований в крови с последующим повышением pH крови выше 7,44.

Повлиять на регулирование pH крови и привести к тому, что pH крови окажется за пределами диапазона здоровых людей могут многие состояния и заболевания. Равновесие можно восстановить, увеличив выведение и / или уменьшив потребление этих веществ.

Отбор проб и анализ

Современный анализатор газов крови может сообщать pH, pCO ₂ , pO ₂ , SatO ₂ , Na + , K + , Cl – , Ca 2+ , гемоглобин (общий и производные: O ₂ Hb, MetHb, COHb, HHb, CNHb, SHb) , Гематокрит, общий билирубин, глюкоза, лактат и мочевина.

Артериальная кровь для анализа газов крови обычно берется респираторным терапевтом, а иногда и флеботомистом , медсестрой , фельдшером или врачом. Кровь чаще всего берется из лучевой артерии, потому что она легкодоступна, может быть сжата для остановки кровотечения и имеет меньший риск окклюзии сосудов . Выбор лучевой артерии для отбора основан на результатах теста Аллена . Плечевая артерия (или реже, то бедренная артерия ) также используются, особенно во время чрезвычайных ситуаций или с детьми. Кровь также можно брать из артериального катетера, уже помещенного в одну из этих артерий.

Для анализа газов крови используются пластиковые и стеклянные шприцы. Большинство шприцев поставляются предварительно упакованными и содержат небольшое количество гепарина для предотвращения коагуляции . Другие шприцы, возможно, потребуется гепаринизировать, набрав небольшое количество жидкого гепарина и снова выпрыснув его, чтобы удалить пузырьки воздуха. После получения пробы необходимо устранить видимые пузырьки газа, поскольку эти пузырьки могут растворяться в пробе и приводить к неточным результатам. Запечатанный шприц переносится в анализатор газов крови . Если используется пластиковый шприц для газов крови, образец следует транспортировать, хранить при комнатной температуре и анализировать в течение 30 мин. Если ожидается длительная задержка по времени (например, более 30 мин) до анализа, образец следует набрать в стеклянный шприц и немедленно поместить на лед. Стандартные анализы крови также могут быть выполнены на артериальной крови, такие как измерение глюкозы , лактата , гемоглобинов , дисгемоглобинов, билирубина и электролитов .

Производные параметры включают концентрацию бикарбоната, SaO2 и избыток основания. Концентрация бикарбоната рассчитывается на основе измеренных pH и PCO2 с использованием уравнения Хендерсона-Хассельбаха. SaO2 выводится из измеренного PO2 и рассчитывается на основе предположения, что весь измеренный гемоглобин является нормальным (окси- или дезокси-) гемоглобином.

Расчеты

Деталь измерительной камеры современного анализатора газов крови с указанием измерительных электродов.

Аппарат, используемый для анализа, забирает эту кровь из шприца и измеряет pH и парциальное давление кислорода и углекислого газа. Также рассчитывается концентрация бикарбоната. Эти результаты обычно доступны для интерпретации в течение пяти минут.

В медицине используются два метода контроля газов крови у пациентов с гипотермией: метод pH-стат и метод альфа-стат. Недавние исследования показывают, что метод α-stat лучше.

• pH-stat: pH и другие результаты ABG измеряются при фактической температуре пациента. Цель состоит в том, чтобы поддерживать pH 7,40 и артериальное давление углекислого газа (paCO ₂ ) на уровне 5,3 кПа (40 мм рт. Ст.) При фактической температуре пациента. Для достижения этой цели необходимо добавить CO ₂ в оксигенатор.
• α-stat (альфа-стат): pH и другие результаты ABG измеряются при 37 ° C, несмотря на фактическую температуру пациента. Цель состоит в том, чтобы поддерживать давление углекислого газа в артериальной крови на уровне 5,3 кПа (40 мм рт. Ст.) И pH на уровне 7,40 при измерении при +37 ° C.

Как у pH-статистики, так и у альфа-статистики есть теоретические недостатки. Метод α-stat – это метод выбора для оптимальной функции миокарда. Метод pH-stat может привести к потере ауторегуляции в головном мозге (связь церебрального кровотока со скоростью метаболизма в головном мозге). Увеличивая церебральный кровоток сверх метаболических требований, метод pH-stat может привести к церебральной микроэмболизации и внутричерепной гипертензии.

Методические рекомендации

1. Изменение PaCO _{2 на} 1 мм рт. Ст. Выше или ниже 40 мм рт. Ст. Приводит к изменению pH на 0,008 единицы в противоположном направлении.
2. PaCO ₂ будет снижаться примерно на 1 мм рт. Ст. На каждый 1 мг-экв / л [ HCO- ₃] ниже 24 мг-экв / л
3. Изменение в [ HCO- ₃] 10 мэкв / л приведет к изменению pH примерно на 0,15 единиц pH в том же направлении.
4. Оцените связь pCO ₂ с pH: если pCO ₂ и pH движутся в противоположных направлениях, например, pCO ₂ ↑, когда pH <7,4, или pCO ₂ ↓, когда pH> 7,4, это первичное респираторное заболевание. Если pCO ₂ и pH движутся в одном направлении, то есть pCO ₂ ↑ при pH> 7,4 или pCO ₂ ↓ при pH <7,4, это первичное нарушение обмена веществ.

Связь анализа газов крови с заболеваниями

Анализ газов крови может помочь в диагностике и оценке тяжести следующих заболеваний:

• Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ): при ХОБЛ нарушается функция легких и происходит накопление углекислого газа. Анализ газов крови позволяет определить уровень углекислого газа (pCO2) и кислорода (pO2) в крови, что позволяет оценить тяжесть заболевания и эффективность лечения.
• Астма: анализ газов крови может помочь в определении степени обструкции дыхательных путей и оценке эффективности лечения. Уровень кислорода и углекислого газа в крови может быть изменен при обострении астмы.
• Пневмония: при воспалении легких может происходить нарушение газообмена. Анализ газов крови позволяет определить наличие гипоксии (низкий уровень кислорода) и изменение уровня углекислого газа в крови.
• Хроническая сердечная недостаточность: при сердечной недостаточности может наблюдаться недостаточное поступление кислорода в организм. Анализ газов крови помогает оценить уровень кислорода и углекислого газа в крови, а также pH (кислотность) и щелочность крови.

Таким образом, анализ газов крови является важным инструментом для диагностики и оценки тяжести различных заболеваний. Он позволяет оценить уровень кислорода и углекислого газа в крови, что помогает врачам принимать правильные решения по лечению пациентов.

Распространенные причины кислотно-щелочного дисбаланса

Респираторный ацидоз. Снижение экскреции CO2:

• снижение дыхания (гиповентиляция) из-за лекарств или нарушений центральной нервной системы;
• респираторный дистресс из-за травмы или из-за наличия воздуха между легкими и грудной стенкой (пневмоторакс);
• заболевания дыхательных мышц или нервов (миастения, ботулизм, боковой амиотрофический склероз (БАС), синдром Гийена-Барре);
• обструкция дыхательных путей (пища или инородное тело);
• заболевание легких.

Респираторный алкалоз. Повышенная экскреция CO2:

• учащенное дыхание (гипервентиляция) при страхе, боли, шоке;
• лекарства (например, при передозировке аспирином);
• пневмония, застой в легких или тромбоэмболия легочной артерии;
• перегрузка, лихорадка;
• опухоли, травмы или инфекции (менингит, энцефалит) центральной нервной системы;
• печеночная недостаточность.

Учащенное дыхание

Метаболический ацидоз. Снижение HCO 3 из-за потери HCO 3 или увеличения производства кислоты:

• алкогольный кетоацидоз;
• диабетический кетоацидоз;
• почечная недостаточность;
• лактоацидоз (обычно при недостатке кислорода в тканях);
• отравление – передозировка салицилатами (аспирин), метанолом, этиленгликолем;
• потеря бикарбонатов пищеварительным трактом, например, при длительной диарее;
• неспособность почек производить кислую мочу.

Метаболический алкалоз. Повышенный уровень HCO 3 – из-за потери кислоты или приема бикарбоната:

• диуретики;
• длительная рвота;
• сильное обезвоживание;
• прием бикарбонатов, прием щелочных веществ внутрь.

Техника забора: особенности и отличия

В отличие от проведения рутинных биохимических исследований, исследование газового анализа крови происходит не из вены, а из артерии. Это немного сложнее, чем использование венозного доступа. Вены лежат поверхностно, движение крови в них происходит под меньшим давлением, а пункция артерий должна проводиться только специалистом. При подготовке к артериальной пункции необходимо обязательно подготовить гепаринизированный шприц, чтобы кровь не свернулась. Брать анализ необходимо из плечевой, лучевой или бедренной артерии.

Чаще всего пробу отбирают и лучевой артерии на ведомой руке. Таким образом, у обычного взрослого человека — правши берётся кровь из лучевой вены левой руки. Поскольку артерии лежат значительно глубже, то взятие пробы такой крови может быть значительно более болезненно, чем при пункции вены. Необходимо местное обезболивание, например, введение 1 мл однопроцентного раствора лидокаина. Признаком правильного попадания в артерию является проникновение в шприц под давлением алой, пульсирующей крови.

Забор крови на газы должен проводить опытный специалист, чтобы избегнуть появления воздушных пузырьков и не было у пробы артериальной крови контакта с окружающим воздухом.

После того, как проба взята, кровь осторожно перемешивается, чтобы эритроциты не осели, и обязательно смешивается с гепарином. Обычно шприц уже промыт раствором гепарина. При этом нужно помнить, что гепарин сам по себе имеет уровень pH близкий к 7, и если его взять больше чем нужно, то может быть ложный результат рН крови.

Поэтому в последнее время выпускаются специальные шприцы, для забора артериальной крови на газы, которые имеют сухой гепарин, нейтральный в отношении сыворотки крови по рН.

При этом нужно помнить, что гепарин сам по себе имеет уровень pH близкий к 7, и если его взять больше чем нужно, то может быть ложный результат рН крови. Поэтому в последнее время выпускаются специальные шприцы, для забора артериальной крови на газы, которые имеют сухой гепарин, нейтральный в отношении сыворотки крови по рН.

Очень важно, что кровь к анализатору должна быть доставлена как можно быстрее после забора, в течение 15 минут. При необходимости длительной транспортировки пробу необходимо охладить. Ведь в случае сохранения комнатной температуры эритроциты будут потреблять кислород в пробе, что приведет к снижению его парциального давления.

Кроме этого, будет образовываться молочная кислота, она способна закислять пробу, тем самым имитируя возникновение метаболического ацидоза.

Ведь в случае сохранения комнатной температуры эритроциты будут потреблять кислород в пробе, что приведет к снижению его парциального давления. Кроме этого, будет образовываться молочная кислота, она способна закислять пробу, тем самым имитируя возникновение метаболического ацидоза.